الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء هي ثلاثة أنواع من البقايا النجمية التي تتشكل بعد استنفاد النجم لوقوده النووي وتعرضه لانفجار مستعر أعظم. في حين أن هذه الأشياء مختلفة تمامًا عن بعضها البعض ، إلا أن هناك علاقة قوية بينها.
القزم الأبيض
القزم الأبيض هو جسم صغير كثيف يتشكل عندما يستنفد نجم ذو كتلة منخفضة أو متوسطة كل وقوده النووي ويتم طرد طبقاته الخارجية. يتكون القزم الأبيض من مادة متحللة ، مما يعني أن إلكتروناته قد أُجبرت على الدخول إلى أدنى حالة طاقة ممكنة بسبب ضغط الجاذبية الهائل. تبلغ الكتلة القصوى للأقزام البيضاء حوالي 1.4 ضعف كتلة الشمس ، والمعروفة باسم حد شاندراسيخار.
إذا انهار قلب نجم ضخم أثناء انفجار مستعر أعظم ، يمكن أن يشكل إما نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسودًا ، اعتمادًا على كتلته. النجم النيوتروني هو جسم كثيف بشكل لا يُصدق ، كتلته أكبر من الشمس مضغوطة في دائرة نصف قطرها بضعة كيلومترات فقط. يتشكل عندما ينهار قلب نجم ضخم وتتحد البروتونات والإلكترونات لتشكل نيوترونات ، مما يخلق جسمًا كثيفًا بشكل لا يصدق. من ناحية أخرى ، تتشكل الثقوب السوداء عندما ينهار قلب نجم ضخم إلى نقطة حجمها صفر وكثافة لانهائية ، مما يخلق حالة فردية محاطة بأفق الحدث.
العلاقة بين هذه الأشياء الثلاثة تعتمد على كتلتها. الأقزام البيضاء هي الأقل كتلة من بين الثلاثة ، والنجوم النيوترونية أكبر ، والثقوب السوداء هي الأكبر. عندما يتطور النجم ويفقد كتلته ، يمكنه الانتقال من إحدى هذه المراحل إلى أخرى.
على سبيل المثال ، يمكن للقزم الأبيض أن يكتسب كتلة من نجم مصاحب ويتجاوز في النهاية حد Chandrasekhar ، مما يؤدي إلى انفجار مستعر أعظم يمكن أن يشكل نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود. وبالمثل ، يمكن للنجم النيوتروني في النظام الثنائي أن يراكم الكتلة ويعبر في النهاية حد تولمان – أوبنهايمر – فولكوف ، مما يؤدي إلى تكوين ثقب أسود.
